CN108654354A - 一种半干法循环脱硫除尘一体化设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半干法循环脱硫除尘一体化设备，包括反应器、布袋除尘器、流化底仓、消化器和混合器。所述反应器上依次设置有烟气入口、混合段、反应段和烟气出口，所述消化器和所述混合器内均设置有搅拌结构和布水结构，所述消化器上设置有进灰口，所述消化器与所述混合器连通，所述混合器上设置有出灰口，所述出灰口与所述混合段连通，所述烟气出口与所述布袋除尘器的进烟口连通，所述布袋除尘器的排尘口与所述流化底仓连通，所述流化底仓与所述混合器连通。与现有技术相比，本发明公开的半干法循环脱硫除尘一体化设备的处理效率高、占地面积小、流程短且工艺流程简单，适于大规模推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及废气脱硫除尘处理技术领域，特别是涉及一种半干法循环脱硫除尘一体化设备。
背景技术
近年来，我国大气环境污染问题愈发严峻，国家和地方对于工业废气中污染物排放指标的控制日趋严格。电厂(含炼厂的自备电厂)、焦炉、化工厂、金属冶炼厂、垃圾焚烧池等设备产生的高温废气是大气污染的主要来源之一，这些废气中含有二氧化硫、粉尘(PM10、PM2.5)、三氧化硫、氯化氢、氟化氢、二恶英等污染物，如果不能得到有效处理，势必对生态环境造成严重伤害。
目前，国内外使用最多的烟气脱硫方法是湿法、干法或半干法等。国内化工厂尤其是炼化企业内已经安装的处理装置中，有超过70％采用湿法脱硫。其中，氨法脱硫存在氨逃逸的风险、同时在烟气中易形成难以捕集的硫酸氢铵等铵盐粒子，这些颗粒物比较黏着，会粘附到装置和管线的各个部分，造成堵塞；氢氧化钠溶液作为吸收剂的处理，脱硫效率较高，但价格昂贵。另外，湿法脱硫会产生大量的外排废液，需要设置专门的排液处理单元，用以去除废液中的悬浮颗粒物和COD等，有的需要配置生化、浓缩、蒸发处理等工艺设备才能获得干的固体废物。常规干法脱硫(如循环流化床、旋转喷雾干燥法等)存在着处理效率低、能耗高、药剂利用率低等问题。而传统的半干法脱硫，如石灰石膏法等是将氢氧化钙配成35％的浆液，溶液或水直接喷入烟气中以降低烟气温度，形成必要的反应条件的。由于在塔内喷浆液，半干法脱硫容易造成由于喷雾性能下降或由于烟气偏流引起的粘壁、进入除尘器前水分未完全蒸发导致的糊袋腐蚀以及制浆复杂、石膏浆液堵塞和处理效率低等问题。
因此，如何提供一种处理效率高、占地面积小、流程短且工艺流程简单的半干法循环脱硫除尘一体化设备，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种处理效率高、占地面积小、流程短且工艺流程简单的半干法循环脱硫除尘一体化设备。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明公开了一种半干法循环脱硫除尘一体化设备，包括反应器、布袋除尘器、流化底仓、消化器和混合器，所述反应器上依次设置有烟气入口、混合段、反应段和烟气出口，所述消化器和所述混合器内均设置有搅拌结构和布水结构，所述消化器上设置有进灰口，所述消化器与所述混合器连通，所述混合器上设置有出灰口，所述出灰口与所述混合段连通，所述烟气出口与所述布袋除尘器的进烟口连通，所述布袋除尘器的排尘口与所述流化底仓连通，所述流化底仓与所述混合器连通。
优选地，所述半干法循环脱硫除尘一体化设备还包括供灰系统，所述供灰系统包括生石灰储罐和生石灰进料器，所述生石灰储罐的出口与所述生石灰进料器的入口连通，所述生石灰进料器的出口与所述消化器上的所述进灰口连通。
优选地，所述半干法循环脱硫除尘一体化设备还包括排灰系统，所述排灰系统包括灰斗、气源和分别与所述气源连通的第一支路、第二支路和第三支路，所述第一支路为所述布袋除尘器的脉冲反吹结构供气，所述第二支路和所述第三支路均与所述灰斗相连通，所述反应器和所述流化底仓均与所述第二支路连通。
优选地，所述反应器与所述第二支路之间和/或所述流化底仓与所述第二支路之间设置有螺旋输送装置。
优选地，所述半干法循环脱硫除尘一体化设备还包括排烟系统，所述排烟系统包括风机和烟囱，所述布袋除尘器的排烟口与所述烟囱相连通，所述风机设置于所述布袋除尘器与所述烟囱之间。
优选地，所述半干法循环脱硫除尘一体化设备还包括供水系统，所述供水系统包括供水管路和供气管路，所述供水管路分别与所述消化器和所述混合器连通，所述供气管路分别与所述消化器和所述混合器连通。
优选地，所述流化底仓和所述反应器上设置有用以检测内部循环灰高度的料位变送器。
优选地，所述混合段为U形管结构，所述反应段为连接于所述混合段一端的竖直管结构。
优选地，所述混合段设置有陶瓷内衬。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明的半干法循环脱硫除尘一体化设备的结构简单、工艺灵活，脱硫效率高；生石灰熟化、脱硫和除尘在一个撬块内完成，大大降低了装置的占地面积；半干法脱硫不产生湿烟气，不会产生烟气拖尾问题，产生的固废可以资源化作为建筑原材料；烟气经过系统的压降小，抗波动能力强，不易结垢，不易堵塞，操作维护简单，可长周期稳定运行，无需后处理；熟石灰循环利用，节约了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明半干法循环脱硫除尘一体化设备的结构示意图；
附图标记说明：1反应器；2布袋除尘器；201上部箱体；202中部箱体；203排灰装置；204脉冲反吹结构；3流化底仓；4消化器；5混合器；6生石灰储罐；7生石灰进料器；8灰斗；9气源；10第一支路；11第二支路；12第三支路；13风机；14烟囱；15供水管路；16供气管路；17料位变送器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种处理效率高、占地面积小、流程短且工艺流程简单的半干法循环脱硫除尘一体化设备。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本实施例提供一种半干法循环脱硫除尘一体化设备，包括反应器1、布袋除尘器2、流化底仓3、消化器4和混合器5。
反应器1上依次设置有烟气入口、混合段、反应段和烟气出口，烟气从烟气入口进入反应器1后，在混合段与脱硫剂混合，在反应段的输送过程中进行脱硫反应，反应后的烟气从烟气出口排出。
本实施例中，反应器1是经过特殊设计的横截面为矩形的反应装置。
进一步的，混合段优选为U形管结构，反应段为连接于混合段一端的竖直管结构。
更进一步的，混合段设置有陶瓷内衬，能经受混合物的剧烈摩擦，从最大程度上降低含尘烟气对反应器1内壁的磨损。
消化器4和混合器5内均设置有搅拌结构和布水结构，消化器4上设置有进灰口，消化器4与混合器5连通，混合器5上设置有出灰口，出灰口与混合段连通。供灰系统将生石灰由经进灰口输送至消化器4内后，与经布水结构流入消化器4内的水发生反应生成熟石灰，通过搅拌结构的搅拌使反应更充分、更高效。熟石灰经过混合器5被输送至反应器1的混合段，用以作为脱硫剂进行脱硫反应。
需要说明的是，循环灰的湿度过高会导致其流动性能降低，不利于其均匀分布；循环灰的湿度过低会导致生石灰消化不完全，不能有效地转化为熟石灰，当进入反应器1中时，在热的烟气氛围中，粉尘表面水分马上蒸发降临到临界水分以下，不利于酸性物质的吸收。
本实施例中，布水结构为设置于混合器5和消化器4内顶部的喷嘴，喷嘴将水均匀地喷撒在循环灰的表面使循环灰中水分含量控制在5％之内，使之含有适量水分，又能自由流动，从而保证增湿的循环灰能均匀地分布到烟气流中，避免造成对黏着物或浆状物的处理。
进一步的，反应器1与混合器5等宽，确保循环灰在整个反应器1宽度范围内均匀地进入反应器1。
更进一步的，混合器5呈开放式结构，直接固定在反应器1上，使物料得以在短距离大通道的条件下输入反应器1，确保不会造成循环灰在设备内的拥堵。
烟气出口与布袋除尘器2的进烟口连通，布袋除尘器2的排尘口与流化底仓3连通，流化底仓3与混合器5连通。烟气进入布袋除尘器2后，在布袋除尘器2的过滤下，洁净烟气通过排烟口输送至排烟系统，并由排烟系统排出，剩余粉尘被输送至流化底仓3内，在流化底仓3内完成粉尘的初步收集。由于粉尘中的熟石灰不能完全进行脱硫反应，因而将粉尘收集后作为循环灰重新输送至混合器5内，在混合器5内与新鲜的熟石灰充分混合，在进行补水和搅拌后再次进入反应器1的混合段，从而实现循环利用。
布袋除尘器2为现有技术中常用的粉尘过滤结构，具体型号可根据实际需要进行选择。通常，其具有上部箱体201，中部箱体202、排灰装置203及脉冲反吹结构204。布袋除尘器2的进烟口设置于中部箱体202上，布袋除尘器2的排烟口设置于上部箱体201上，布袋除尘器2内设置有滤袋。烟气进入布袋除尘器2后，滤袋的外表面上附着有被过滤的烟尘，洁净的烟气透过滤袋被输送至排烟口，经由排烟系统被排放至大气中。脉冲反吹结构204设置于上部箱体201上，通过脉冲式吹风使滤袋外表面上附着的烟尘下落，以降低设备运行阻力，提高过滤效率。排灰装置203为漏斗状结构，以便将下落的灰尘收集并输送至流化底仓3内。
流化底仓3也选用现有技术中在进行脱硫反应时的常用结构，具体型号可根据实际需要进行选择。通常，流化底仓3为槽形设计，安装在布袋除尘器2上排灰装置203的下方。对应布袋除尘器2的每列气室均设置有一个流化底仓3，每个流化底仓3底部有流化布。流化底仓3可进行温度检测，从而适当调整混合器5内的布水量。生石灰消化需要干净、新鲜的水(消化器4内)，而给烟气降温的水(混合器5内)可以是中水或湿法脱硫的排水等高盐水，水中含有一些氯离子是比较有利的。流化底仓3和反应器1上还设置有用以检测内部循环灰高度的料位变送器17，以便及时排灰。
工作时，用于烟气的增湿降温的补水在循环灰粒子表面形成薄层水膜，循环灰进入反应器1时其表面上的薄层水膜瞬间蒸发，反应器1内迅速形成适合脱硫反应发生的环境条件。在通过反应段的过程中，含有熟石灰颗粒的循环灰粒子和烟气全面均匀接触，发生物理变化和化学反应，脱除烟气中大部分的SO2。本实施例中，反应器1中烟气的流速为15m/s，烟气在反应器1内停留时间约1秒。
本实施例中，上述供灰系统包括生石灰储罐6和生石灰进料器7，生石灰储罐6的出口与生石灰进料器7的入口连通，生石灰进料器7的出口与消化器4上的进灰口连通。生石灰储罐6的底部采用小锥角、大面积出料口设计，确保无蓬料等情况发生，供料平稳均匀。
进一步的，本实施例还设置有排灰系统，当流化底仓3和反应器1上设置的料位变送器17检测到的废灰高度达到设定值后，即可开启排灰系统。排灰系统包括灰斗8、气源9和分别与气源9连通的第一支路10、第二支路11和第三支路12。第一支路10为布袋除尘器2的脉冲反吹结构204供气，第二支路11和第三支路12均与灰斗8相连通，反应器1和流化底仓3均与第二支路11连通。反应器1和流化底仓3内的废灰被输送至第二支路11后，在气源9的压力下被进一步输送至灰斗8内。当灰斗8内的废灰达到一定高度时，气源9通过第三支路12为灰斗8提供压力，以便将灰斗8内的废灰排出。
当排灰量较大时，可在反应器1与第二支路11之间和/或流化底仓3与第二支路11之间设置螺旋输送装置。
具体的，上述排烟系统包括风机13和烟囱14，布袋除尘器2的排烟口与烟囱14相连通，风机13设置于布袋除尘器2与烟囱14之间。
更进一步的，本实施例还设置有供水系统，供水系统包括供水管路15和供气管路16。供水管路15分别与消化器4和混合器5连通，供气管路16分别与消化器4和混合器5连通。通过将水与空气的混合物输送至消化器4和混合器5，可以提高消化器4和混合器5内循环灰的流动性。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种半干法循环脱硫除尘一体化设备，其特征在于，包括反应器、布袋除尘器、流化底仓、消化器和混合器，所述反应器上依次设置有烟气入口、混合段、反应段和烟气出口，所述消化器和所述混合器内均设置有搅拌结构和布水结构，所述消化器上设置有进灰口，所述消化器与所述混合器连通，所述混合器上设置有出灰口，所述出灰口与所述混合段连通，所述烟气出口与所述布袋除尘器的进烟口连通，所述布袋除尘器的排尘口与所述流化底仓连通，所述流化底仓与所述混合器连通。
2.根据权利要求1所述的半干法循环脱硫除尘一体化设备，其特征在于，还包括供灰系统，所述供灰系统包括生石灰储罐和生石灰进料器，所述生石灰储罐的出口与所述生石灰进料器的入口连通，所述生石灰进料器的出口与所述消化器上的所述进灰口连通。
3.根据权利要求1所述的半干法循环脱硫除尘一体化设备，其特征在于，还包括排灰系统，所述排灰系统包括灰斗、气源和分别与所述气源连通的第一支路、第二支路和第三支路，所述第一支路为所述布袋除尘器的脉冲反吹结构供气，所述第二支路和所述第三支路均与所述灰斗相连通，所述反应器和所述流化底仓均与所述第二支路连通。
4.根据权利要求3所述的半干法循环脱硫除尘一体化设备，其特征在于，所述反应器与所述第二支路之间和/或所述流化底仓与所述第二支路之间设置有螺旋输送装置。
5.根据权利要求1所述的半干法循环脱硫除尘一体化设备，其特征在于，还包括排烟系统，所述排烟系统包括风机和烟囱，所述布袋除尘器的排烟口与所述烟囱相连通，所述风机设置于所述布袋除尘器与所述烟囱之间。
6.根据权利要求1所述的半干法循环脱硫除尘一体化设备，其特征在于，还包括供水系统，所述供水系统包括供水管路和供气管路，所述供水管路分别与所述消化器和所述混合器连通，所述供气管路分别与所述消化器和所述混合器连通。
7.根据权利要求1所述的半干法循环脱硫除尘一体化设备，其特征在于，所述流化底仓和所述反应器上设置有用以检测内部循环灰高度的料位变送器。
8.根据权利要求1所述的半干法循环脱硫除尘一体化设备，其特征在于，所述混合段为U形管结构，所述反应段为连接于所述混合段一端的竖直管结构。
9.根据权利要求1所述的半干法循环脱硫除尘一体化设备，其特征在于，所述混合段设置有陶瓷内衬。
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